简要回顾了渐开线花键的研究历史和现状,较完整地介绍了近年来渐开线花键技术新的发展和应用。主要包括渐开线花键的设计及开发阶段的研究,对花键的参照标准的选取,花键的相关计算优化及测量,以及测量用的工装夹具等方面的研究情况,并分享了我们的测量方法。提出了要更新测量设备,提高测量精度;需要共同合作,整合软件标准;实行精确计算,去除换算近似等建议。

针对传统光栅干涉仪中测量范围和分辨率难以同时提高的问题，提出利用单根大长度、低线数光栅实现大量程、高分辨率位移测量的方法。首先利用长度400mm，栅距10μm计量光栅的±5级衍射光生成条纹图，实现了条纹的10倍光学细分。然后提出一种基于傅里叶变换时移特性的条纹细分新方法，利用相邻两帧条纹图同一位置处相位的变化实现了高达1000倍的条纹电子细分。在此过程中，针对能量泄漏对傅里叶变换法相位提取精度的影响，提出条纹图整周期裁剪的方法，使条纹细分精度至少可达到1／1000条纹周期。仿真和实验结果表明，系统具有纳米级的分辨率和优于10nm的测量精度。

讨论了液相型原子力显微镜(AFM)的液相探头、液体池、图像扫描处理软件以及扫描与光电反馈控制电路系统.利用该液相型AFM分别进行了气相和液相环境中的样品表面形貌测量,给出了理想的图像结果.实验表明,该液相型AFM具有优良的液相扫描性能,同时保持了很高的图像分辨率、稳定性和重复性.

采用双级结构,以满足驱动器的多种功能要求.利用压电陶瓷的高响应速度特性,设计出基于动力学惯性粘-滑原理的变换机构,实现驱动的自锁与步进;利用液力放大器对驱动力、位移分辨力加以提高.对双级式驱动器进行了实验研究,结果表明,双级式驱动器具有2～3 nm的位移分辨力、不小于200 N的驱动力、良好的自锁性能与位置保持精度.

精密定位技术广泛应用于精密仪器、机械和机床、IC工艺制造、计算机外围设备.其特点是精度和分辨率高,台面尺寸从小到大,品种繁多,大多有自动化操作要求,需要集成许多高性能高品质机械零部件,高分辨力检测元器件,因此制作难度大,投资大.过去精密定位的精度和分辨率已从毫米量级过渡到了微米、从亚微米进入到了纳米量级.本文概述了获取高精度定位精度的支撑关键技术.介绍了基于宏微二级叠加方式的控制系统,研制的宏动工作台用精密滚珠丝杠螺母传动,由交流伺服驱动器驱动,配备反射式光栅检测元件,构成伺服反馈系统, 并对其实际误差曲线进行线性补偿之后,可将定位误差从76 μm降低到3 μm;再在宏动工作台面上安装高精度的微动载物台,由计算机进行宏微切换,从宏运动过渡到微运动方式,可实现大行程纳米量级精密定位.

以提高光学系统对测点正焦位置辨识精度为目标分析设计并行像散共焦系统。设计基于远心光路,采用20倍长工作距显微物镜作为系统物镜,采用2片正交对称配置的薄柱面镜组建像散镜组取代探测光路中的管镜,通过对像散镜组参数优化实现探测曲线过零点灵敏度的最大化,并利用像散原理的差动算法有效抑制了光学系统各种噪声和漂移对像散光场稳定性的影响,获得了高灵敏度、高稳定性、较好一致性的全场探测曲线。通过大量实验证明了优化像散镜组参数对提升探测曲线灵敏度的作用,证明了并行像散光场探测曲线有良好的稳定性,全场测点的正焦位置辨识精度能够达到50 nm。

提出了一种将高位移分辨率的压电陶瓷致动器与大驱动力的电磁致动器进行有机结合,实行优势互补的新方法.基于新原理研制的实验样机获得了较好的技术性能指标,即驱动力300N,刚度95N/μm;分辨率1nm;最大位移4μm.研究工作为大驱动力高刚度纳米致动开辟了一条新的途径.

开发了一种防腐性能好、屏蔽性能高,可以用于矿下液压支架结构的环氧防腐涂料。通过一系列试验对环氧树脂的种类及纳米粉体用量进行了筛选,综合考虑涂膜物理性能、防腐性能以及经济性等多个因素,确定了液压支架用环氧防腐涂料的配方。

基于对纳米ZrO2、SiC、SiO2、Al2O3的物化特性分析,探究含有纳米ZrO2、SiC、SiO2、Al2O3添加剂的润滑油对斜齿圆柱齿轮润滑的振动和噪声特性。对运行的20CrMnTi斜齿圆柱齿轮进行常规润滑油润滑和含纳米添加剂润滑油润滑试验,通过对斜齿圆柱齿轮施加不同的载荷和转速,分析不同工况和不同润滑方式下斜齿圆柱齿轮的振动及噪声特性,从试验的方面分析纳米添加剂润滑油对齿轮振动和噪声的影响。结果表明,纳米添加剂润滑油可在较短的时间内有效降低斜齿圆柱齿轮在不同工况下的振动及噪声值,特别是对于轴向的降振作用较径向的更加明显;同时,在此基础上进一步分析纳米添加剂润滑油润滑方式下,齿轮降振效果对载荷和转速的敏感性,发现纳米添加剂润滑油对齿轮的降振作用对转速更具敏感性。

中国迄今最大的国家重大科技基础设施“中国散裂中子源”（Chinese Spallation Neutron Source，简称CSNS），已在东莞动工建设。该项目建成后，CSNS将成为发展中国家拥有的第一座散裂中子源，也将跻身世界第四大脉冲散裂中子源，从而大幅提升中国材料、生命、纳米等学科前沿基础研究和高技术的水平，缩短中国与世界前沿的差距。本文为你揭开散裂中子源的面纱。